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Verfahren zum mechanischen Einstellen mehrerer Projektionsapparate,
die zum Ausmessen von sich überdeckenden Luftaufnahmen dienen Nach photographischen
Aufnahmen aus Luftfahrzeugen können bekanntlich mittels besonderer Verfahren und
Geräte genaue Karten, Profile und Reliefs hergestellt werden. Da bei photographischen
Aufnahmen, die z. B. von Flugzeugen aus gemacht sind, bei der Aufnahme selbst der
augenblickliche Ort und' die Lage der Bildkammern (äußere Orientierung) für Meßzweck.e
nicht genügend genau festgestellt werden kann., die innere Orientierung, d. h. die
Lage der Platte zum Objektiv und seiner Achse aber als. bekannt angesehen werden
kann, so wird die äußere Orientierung solcher Meßaufnahmen nachträglich vorgenommen.
Um die genaue äußere Orientierung .der Platten zu ermitteln, haben sich optisch-mechanische
Verfahren als zweckmäßig erwiesen, während Rechenverfahren in der Praxis höchstens
als Vorrechnungsverfah.ren in. Frage kommen, für @die genaue Orientierung der Plattenlage
jedoch zu umständlich sind.
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Bei dem optisch-mechanischen Orentietungsverfahren hat man bisher
gleichzeitig die Lage -der Platten gegeneinander (relative Orientierung) und gegenüber
einer Bezugsebene, insbesondere dem Horizont (absolute Orientierung), zu ermitteln
gesucht. So ist es bekannt, optisch-mechanisch. drei bekannte, auf den Platten abgebildete
Punkte maßstäblich richtig hinsichtlich ihrer Lage zueinander und hinsichtlich ihrer
Höhe über dem Horizont aufzutragen und .in die Strahlenpyramide einzupassen, die
die entsprechenden Plattenpunkte mit dem Projektionszentrum (Objektiv) bilden. Weiterhin
ist auch in einer Zeitschrift der Gedanke erwähnt, daß es möglich sein. könnte,
wenn keine vermessenen Punkte vorliegen, aber in beiden Bildern mindestens fünf
scharf abgebildete Geländepunkte enthalten sind, die Einpassung dadurch vorzunehmen,
daß man die Stellung ,der Bildkammern ermittelt, bei der, gegebenenfalls unter Berücksichtigung
der Höhenunterschiede durch Verstellen des Auffangschirmes, diese fünf Geländepunkte
miteinander in Deckung erscheinen. Auch bei diesem Vorschlag ist offenbar die gleichzeitige
Vornahme der Orientierung der Platten gegeneinander und gegenüber dem Horizont vorausgesetzt,
wie sich daraus ergibt, daß ausdrücklich angegeben ist, daß die Höhenunterschiede
durch Verstellen des Auffangschirmes zu berücksichtigen sind. Wenn diese Berücksichtigung
der Höhenunterschiede nur gegebenenfalls vörgenommen werden soll, so ergibt sich
-dies ohne weiteres daraus, daß rein theoretisch genommen die Höhenunterschiede
nicht berücksichtigt zu werden brauchen, wenn die fünf Geländepunkte in einer Horizontalebene
liegen. In der Praxis: kommt es aber so gut wie niemals vor"daß fünf auf den Platten
deutlich erkennbare Geländepunkte völlig genau in einer Horizontalebene liegen.
Das
Verfahren gemäß der Erfindung unterscheidet sich nun grundsätzlich von den bekannten
Verfahren dadurch, daß die Orientierung der Platten gegeneinander (relative Orientierung)
von der Orientierung der Platten gegenüber dem Horizont (absolut:: Orientierung)
getrennt ist. Gemäß der Erfindung werden zuerst lediglich -die Platten gegeneinander
dadurch orientiert, :daß die Meßkammern so lange verstellt werden, bis die von identen
Bildpunkten ausgehenden Strahlen zum Schnitt gebracht sind. Hierbei ist keinerlei
Messung irgendwelcher Bildpunkte notwendig. Nachdem :die Platten gegeneinander orientiert
sind und damit die relative Orientierung beendet ist, wird das gegeneinander orientierte
Plattenpaar nunmehr auch gegenüber einer Bezugsebene, beispielsweise dem Horizont,
orientiert, so daß damit die absolute Orientierung erreicht ist. Die Orientierung
gegenüber der Bezugs°bene, insbesondere :dem Horizont, erfolgt dadurch, daß die
Zeichenfläche so lange geneigt oder eingestellt wird, däß mindestens drei markante
Punkte des hergestellten optischen Strahlenreliefs, von denen nur -die Höhenunterschiede
bekannt zu sein brauchen, in der richtigen Höhenlage zueinander liegen. Die Höhenunterschiede
werden im senkrechten Abstand zur Zeichenfläche gemessen. Der Maßstab des orientierten
Reliefs wird in bekannter Weise bestimmt.
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Das vorstehend gekennzeichnete Einstell--%rerfahren gemäß der Erfindung
zeichnet sich .dadurch aus, daß es außerordentlich rasch und einfach sehr genaue,
für die Auswertung der Platten vollkommen ausreichende Resultate gibt. Die Genauigkeit
des Verfahrens gemäß der Erfindung und die Schnelligkeit seiner Durchführung ist
wesentlich größer als bei den bekannten optisch-mechanischen Verfahren, bei denen
die relative und absolute Einstellung gleichzeitig erfolgt.
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Will man an ein Plattenpaar, das erfindungsgemäß orientiert ist, eine
weitere Platte anschließen, so sind keine weiteren, in ihrer Lage auf der Erde bekannten
Punkte oder andere Angaben erforderlich, vielmehr genügt dann das rein optisch-mechanische
Herstellen des Reliefs aus den Strahlenbüscheln der zweiten und dritten Platte,
um dieses neue Plattenpaar zugleich gegen :den Horizont und die Nordrichtung zu
orientieren, ohne daß dabei eine Messung aus -dem Teil benötigt wurde, der nicht
nur zur zweiten und dritten Platte, sondern auch gleichzeitig zur ersten Platte
gehört. Ladiglich zum Bestimmen des Maßstabes ist ein einziger Punkt in diesem gemeinsamen
Teil erforderlich, damit nach der Entfernung desselben vom Aufnahmeort der zweiten
Platte der Maßstab ermittelt werden kann. Infolge der Benutzung der Gesamtheit aller
Strahlenpaare, wovon fünf schon genügen, ist dieser Anschluß der dritten an die
zweite Platte ohne jede Messung mit einem Maximum von Genauigkeit zu erzielen. In
entsprechender Weise können weitere Platten orientiert werden.
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Dieses Verfahren kann bei Ausmeßgeräten angewendet werden, bei denen
die Platten gemäß ihrer Orientierung bei der Aufnahme in Meßkammern eingelegt werden.
Besonders bequem @ jedoch ist dies Verfahren bei Verwendung -von zwei Bildwurfgeräten,
die in bekannter Weise um den Mittelpunkt :des Objektivs gedreht und gegeneinander
verschoben werden können. In ein solches Gerät, Doppelbildwurfgerät o. :dgl., wird
ein Plattenpaar gemäß seiner inneren Orientierung in bekannter Weise eingelegt und
auf eine gemeinsame Projektionsebene projiziert. Durch Verändern der Basis kann
bekanntlich der Maßstab geändert werden, ferner ein etwaiger Höhenunterschied der
Aufnahmeorte berücksichtigt werden. Jedes Bildwurfgerät ist bekan.ritlich bei derartigen
Vorrichtungen für sich nach Neigung, Verkantung und Azimut oder auch nach anderen
Koordinaten einstellbar.
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Zunächst werden von identen Bildpunkten der beiden Platten ausgehende
und .durch das Objektiv verlaufende Strahlen (Bildstrahlen) sich nicht miteinander
schneiden. Aus ihrer Lage zueinander .kann man erkennen, welche Koordinaten oder
Einstellungen zu ändern sind, um sie zum Schnitt miteinander zu bringen.
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Im folgenden sei z. B. ein solches Doppelbildwurfgerät vorausgesetzt,
bei dem die Verbindungslinic der beiden Projektionszentren, die Basis. zunächst
parallel zur Projektionsebene liegt. jeder Projektionsapparat sei für sich drehbar
um drei raumfeste Achsen (ähnlich den in einer Zimin:erecke 7usammenstoßenden 3
Kanten), und zwar: r. jeder um eine Achse parallel zur Basis, J. jeder um zwei Achsen:
senkrecht zur Basis, deren jeweils eine Achse parallel, die andere senkrecht zur
Projektionsebene liegt. Diese drei Bewegungen mögen der Reihe nach bezeichnet «-erden
als Neigung, Querneigung und Drehung. Zu bemerken ist dabei, daß eine Neigungseinstellung,
aber nur bei einen Projektionsapparat, :entbehrt werden kann, falls, wie vorausgesetzt
wird, die Projektionsebene neigbar ist. Hat man nun durch Drehen und eventuelles
Neigen in. ;der Basisprojektion zueinander gehörige Bildstrahlen zum Schnitt gebracht
und hierbei gegebenenfalls zum Feststellen .des Schnittes die Projektionsebene parallel
zu sich selbst verschoben, so werden an anderen Stellen zueinander
gehörige
Strahlen sich zunächst noch nicht schneiden. Ist z. B. die Neigung falsch, so werden
.die Strahlen oder ihre auf der Auffangfläche erscheinenden Projektionspunkt,-der
einen Platte durchgehend nach der einen Seite (quer zur Basis .gerechnet) verschoben
sein. Ist die Ouerneigung ; in; s Projektionsgeräts falsch, so wird das von ihm
projizierte Bild in .der Nähe des von dem anderen Projektor erzeugten Projektionsbildes
durchgehend größer oder kleiner als das des anderen sein. Bei einer falschen Höheneinstellung
wird das eine Projektionsbild überall größer oder kleiner als das andere sein. Man
kann also gegebenenfalls unter Kombination dieser Fehler erkennen, welche Orientierungselemente
zu ändern sind. Es ist besonders wertvoll, daß hierbei im Gegensatz zu anderen Einpaßverf:ahren
keinerlei Messung am Gegenstand oder an -den Platten vorausgesetzt wird. Es kann
deshalb die Gesamtheit aller Strahlenpaare benutzt werden, so daß von selbst ein
Ausgleich. und damit eine denkbar hohe Genauigkeit erreicht wird. Ferner erfordert
dies Verfahren keinerlei Präzisionseinstellvorrichtungen und keine Teilungeli an
den Geräten. so :daß keine Justierfehler schä:dliclt werden können.
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Nachdem in dieser Weis- ein vollkommen ähnliches optisches Relief
des photographierten Gegenstandes hergestellt ist, kann man unabhängig hiervon den
Maßstab durch Streckenv ergleichung gewinnen und das Relief gegen die Richtung der
Schwerkraft oder en den Horizont orientieren, wenn man , geg drei in ihrer
Höhe bekannte Punkte hat. Ferner kann die Lage zur Nordrichtung oder auch zu einem
Koordii.natensvstem unter Benutzung einer Richtung bestimmt werden. Die richtige
Neigung gegen den Horizont ge-«vinnt man durch gemeinsames Verschw;nken der beiden
Projektionsapparate oder zweckmäßiger. und einfacher durch entsprechendes Neigen
der Zeichen- oder Projektionsfläche.
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Vorteilhaft ist bei diesem Verfahren, das Strahlenrelief durch eine
kleine Projektionsfläche abzutasten, die senkrecht zur Zeichenebene verstellbar
ist und -die eine Marke trägt, unter der sich senkrecht ein Zeichenstift befindet.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn diese kleine Fläche uni eine, Achse gekippt werden
kann, welche ,durch die Marke hindurchgellt. da bei einer solchen Schrägstellung
(besonders in Gelände mit geringen Höhenunterschieden) die genauen Schnittpunkte
leichter herausgefunden oder festgestellt werden können, da auf diese Weise das
Projektionsbild des Geländes senkrecht auseinandergezerrt zu sein scheint.
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Man kann nach dem Herstellen der Orientierung z. B. durch optisches
Loten die Aufnahnielotpunkte (Nadirpunkte der Aufnahme) bestimmen. Merkt man diese
auf den Platten alt, so ist damit in einfacher und genauer Weise -die Orientierung
gegen den Horizont auf der Platte festgelegt, so daß sie jeder Zeit am Gerät wiederhergestellt
«-erden kann. S-)ll eine dritte Platte an das erste Plattcnpaar angeschlossen werden,
so genügt es, das optische Relief des aus den Schnittpunkten der Strahlen dieser
dritten Platte derselben mit denjenigen der zweiten Platte, die bereits gegen die
Richtung der Schwerkraft orientiert ist (:durch Nadirpunktinarkierung), rein optischmechanisch
herzustellen. Neigung un-l Querneigung der zweiten Platte ist dabei entsprechend
der Lage des Nadirpunkts festzuhalten. Mit dem Relief ist ohne jede Messung unter
Benutzung .der Gesamtheit aller Strahlenpaare der zweiten und dritten Platte (ohne
die erste) auch die physikalische Orientierung. z. B. diejenige gegen den Horizont,
gewonnen. Den Maßstab erhält man, wenn auch nur ein einziger Punkt der drei aufeinanderfolgend
en Platten gemeinsam ist, aus der Entfernung desselben vom Aufnahmeort der mittleren
Platte. Zum Anschluß weiterer Platten geliügt also ein Minimum von Angaben aus den
vorhergehenden Platten, nämlich ein einziger Punkt, während ein Maximum alt Genauigkeit
erreicht wird, weil die Gesamtheit aller Strahlenpaare der Anschliußplatte benutzt
werden.
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Die Zeichnung zeigt in Abb. i schematisch die Anordnung, .die dem
neuen Verfahren zugrunde,liegt, und in Abb. 2 alt einem Ausführungsbeispiel .ein
Hilfsgerät.
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In Abb. i sind die Objektive der beiden Projektions- oder Meßkamntern
bei O' und O", deren Platten bei P' und P" angedeutet. Der Basis 0' und 0" entspricht
in :der Projektionsebene E die Verbindungslinie der Punkte N" undwelche die
Nadirpunkte der Aufll:alnme darstellen. Zwei von identen Bildpunkten ausgehende
Strahlen i' und i" schneiden sich z. B. im Punkte JV' in der Ebene E Andere Strahlen
2' und 2" schneiden sich im Punkte .2 oberhalb der Ebene E. Diese schneiden die
Ebene E in den Punkten 2'" und N", von denen der Punkt 2'" auf der Basisprojektion
N' und N" liegt. Die Strahlen 3' und 3" schneiden sich in dem Beispiele nicht.
Sie schneiden die Ebene E in den Punkten 3'" und 3"", wobei die Entfernung dieser
letzteren Punkte voneinander ungefähr senkrecht zur Basis gerichtet ist. Die Strahlen
d.' und .4" schneiden sich im Punkte d und die Ebene E in .I'" und d."", und zwar
derart, daß die Verbindungslinie .a.'" und .I"" parallel zu X' und h"" verläuft.
Diese Darstellung entspricht einer zu starken Querneigung der Meßkammer in 0". Für
das gegenseitige Schneiden von zusammengehörigen Strahlen
würde
die Basisprojektion N', N" .in diesem Falle Symmetrielinie sein.
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Bei der die Hilfsvorrichtung zeigenden Abb. a ist auf einem Tisch
9 eine nach Neigung verstellbare Zeichenfläche io angeordnet, auf der ein. Zeichengerät
geführt wird. Senkrecht zur Zeichenfläche io ist in einer Führung i i eine Stange
5 verschiebbar, an .deren oberen Ende sich eine kleine Fläche 6 befindet. Sie trägt
in der Mitte eine Marke und kann um eine Achse 7, die durch die Marke hindurchgeht,
geneigt werden. Senkrecht zur Zeichenebene befindet sich unter der Marke ein Zeichenstift
B. An einer Einteilung 9 kann !die Höheneinstellung der Fläche 6 abgelesen werden.